薄膜過濾系統主要用于去除小顆粒及溶解鹽，一般可分為微濾、超濾、納濾和薄膜過濾反滲透。
加壓的供水流平行通過薄膜表面，部分水流通過薄膜，被排除的顆粒在剩余的水流中濃度會越來越高。由于溶液是連續性的流過，被排除的顆粒不會沉積，反而會被濃縮液帶走。因此，進水流在通過薄膜后便分為通過薄膜的溶液（滲透液）和殘留的濃縮液。
一般可分為：微濾（microfiltration ）、超濾（ultrafiltration；hyperfiltration ）、納濾（nanofiltration；NF ）和薄膜過濾反滲透（reverse osmosis，RO；reverse osmosis；RO ）。